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        柔性復(fù)合管內(nèi)襯層在介質(zhì)中的性能變化規(guī)律研究

        2019-03-29 01:58:38全嬌嬌
        云南化工 2019年1期

        全嬌嬌

        (西安石油大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安710065)

        1 柔性復(fù)合管內(nèi)襯層

        柔性復(fù)合管屬于增強(qiáng)熱塑性塑料復(fù)合管,是一種壓力管道。管壁一般由三層組成,外層采用聚烯烴材料作為功能保護(hù)層,如,抗刮擦,耐候等;中間層為雙層或多層的增強(qiáng)材料層[1-2];內(nèi)層可以是具有耐腐蝕性、耐磨損、阻燃、抗靜電等功能的聚乙烯、聚丙烯、耐熱聚乙烯、尼龍等熱塑性塑料。柔性復(fù)合管的主要特點(diǎn)是能承受較高工作壓力,還保持了塑料管道質(zhì)輕、耐腐蝕及韌性足夠好的優(yōu)點(diǎn)。柔性復(fù)合管有專用的焊接轉(zhuǎn)換接頭與輸出管線連接,復(fù)合管與復(fù)合管之間以螺紋連接最為常用[3]。連接前應(yīng)將接頭密封面擦拭干凈,涂抹專用的潤滑脂,放入專用的密封墊。

        由于柔性復(fù)合管具有強(qiáng)度高,耐高壓,不易腐蝕,表面光滑,摩阻系數(shù)小,傳熱系數(shù)低,柔性好,使用時(shí)間長,絕熱性能好,不用防腐處理和增加保溫層,操作方便,便于運(yùn)輸,抗低溫沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn),柔性復(fù)合管在石油行業(yè)的運(yùn)用越來越廣泛,所以對(duì)柔性復(fù)合管的評(píng)價(jià)變的尤為重要。而對(duì)柔性復(fù)合管進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),內(nèi)襯層評(píng)價(jià)是其中必不可少的部分。熟練掌握內(nèi)襯層材料在介質(zhì)中的性能變化規(guī)律是柔性復(fù)合管管應(yīng)用的基礎(chǔ)。

        2 內(nèi)襯層在介質(zhì)中的性能變化規(guī)律研究

        2.1 尺寸質(zhì)量變化

        對(duì)比高溫高壓釜浸泡試驗(yàn)前后材料的質(zhì)量尺寸變化,分別測量原始態(tài)與浸泡后試樣的尺寸質(zhì)量,經(jīng)分析,原始態(tài)試樣與高溫高壓釜浸泡后的試樣在尺寸質(zhì)量上的變化不是特別明顯,輕微的增大可以看作是試樣內(nèi)滲入少量介質(zhì)變得腫脹。從而可以得出:柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料在介質(zhì)中尺寸以及質(zhì)量不會(huì)發(fā)生較大的變化。

        2.2 密度變化

        對(duì)比高溫高壓釜浸泡實(shí)驗(yàn)前后材料的密度變化,分別測量原始態(tài)與浸泡后試樣的密度,建立材料密度變化規(guī)律,得到圖1曲線。

        經(jīng)分析,試樣浸泡前后密度發(fā)生明顯變化,隨著浸泡時(shí)間的增長,試樣密度不斷降低,且高溫高壓釜溫度越高,密度越低。

        圖1 浸泡前后的密度變化圖

        2.3 維卡軟化溫度變化

        對(duì)比高溫高壓釜浸泡實(shí)驗(yàn)前后材料的維卡軟化溫度變化,分別測量原始態(tài)與浸泡后試樣的維卡軟化溫度,建立材料維卡軟化溫度變化規(guī)律,得到圖2曲線。

        圖2 浸泡前后的維卡軟化溫度變化圖

        經(jīng)分析,試樣浸泡前后維卡軟化溫度發(fā)生明顯變化,隨著浸泡時(shí)間的增長,試樣維卡軟化溫度不斷降低,且高溫高壓釜溫度越高,維卡軟化溫度越低。

        2.4 拉伸強(qiáng)度變化

        將高溫高壓釜浸泡后的試樣分別沿縱向主軸恒速拉伸,直至斷裂,測量在這一過程中試樣承受的負(fù)荷及其伸長。建立試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖,如圖3~圖5所示。比較拉伸強(qiáng)度的變化,得出拉伸強(qiáng)度的變化規(guī)律。

        圖3 600C應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖

        圖4 750C應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖

        圖5 900C應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖

        經(jīng)應(yīng)力-應(yīng)變圖3~圖5分析,試樣的拉伸屈服強(qiáng)度與在高溫高壓釜中的浸泡時(shí)間以及溫度均有關(guān)。通過應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖對(duì)比可以得知:同一溫度下,浸泡的時(shí)間越長,拉伸屈服強(qiáng)度越??;而浸泡時(shí)間相同是時(shí),溫度越大,拉伸屈服強(qiáng)度越小。

        3 結(jié)論

        柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料在高溫高壓釜模擬介質(zhì)中,隨著溫度和浸泡時(shí)間的不同,材料的性能也發(fā)生相應(yīng)的變化,通過研究不同溫度,不同浸泡時(shí)間下的材料各個(gè)性能,可以得到以下性能變化規(guī)律:

        1)柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料在介質(zhì)中隨著浸泡時(shí)間和溫度的不同,尺寸和質(zhì)量不會(huì)發(fā)生較大的變化,輕微的變化率可以看作是試樣內(nèi)滲入少量介質(zhì)溶液而造成質(zhì)量略微增大。

        2)柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料在介質(zhì)中密度會(huì)發(fā)生明顯變化,隨著浸泡時(shí)間增加,試樣密度不斷降低,且液相溫度越高,密度越低。

        3)柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料在介質(zhì)中的維卡軟化溫度會(huì)隨著浸泡時(shí)間和溫度的不同發(fā)生比較明顯的變化。相同液相溫度下,浸泡時(shí)間越長,維卡軟化溫度越低。且液相溫度越高,維卡軟化溫度越低。

        4)柔性復(fù)合管內(nèi)襯層材料的拉伸屈服強(qiáng)度會(huì)隨著浸泡時(shí)間和液相溫度的不同而發(fā)生相應(yīng)的變化。同一溫度下,浸泡的時(shí)間越長,拉伸屈服強(qiáng)度越??;而浸泡時(shí)間相同時(shí),溫度越大,拉伸屈服強(qiáng)度越小。

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